Perché l’uso di riscaldatori a raggi infrarossi nel vuoto è la soluzione ideale per i semiconduttori
L’industria sta cercando in tutti i modi di adottare standard senza piombo e a basso impatto ambientale. Sembra una soluzione perfetta, ma in realtà crea molti problemi per coloro che devono gestire le macchine.
I forni tradizionali a convezione non sono utili in questo contesto: non si può far circolare l’aria nel vuoto, e anche se fosse possibile, si finirebbe solo per diffondere contaminanti ovunque. Ecco perché optiamo per riscaldatori a raggi infrarossi compatibili con il vuoto. Invece di utilizzare l’aria, questi sistemi sfruttano radiazioni elettromagnetiche per riscaldare direttamente il substrato. Niente intermediari, niente disordine.
Come funzionano davvero
Quando eliminiamo l’aria, smettiamo di preoccuparci della convezione. Restano soltanto le radiazioni e la conduzione termica. Regoliamo questi riscaldatori in modo che emettano lunghezze d’onda specifiche, che vengono assorbite dal fotorestatore o dall’adesivo utilizzato. Poiché non perdiamo tempo a riscaldare l’intera stanza, tutta l’energia va direttamente sul wafer. È molto veloce: i tempi di essiccazione passano da ore a pochi minuti.
La parte complicata: materiali e calore
Non si possono semplicemente utilizzare qualsiasi lampada nel vuoto. Utilizziamo quarzo di alta purezza o ceramici speciali, poiché la presenza di particelle nell’ambiente può causare problemi. Se la lampada emette anche solo alcune particelle, il wafer andrà distrutto. Bisogna anche prestare attenzione alla potenza della lampada: quelle ad alta potenza generano calore rapidamente, ma possono creare zone di calore localizzato se non si fa attenzione. Bisogna equilibrare questa potenza con la massa termica del substrato. Altrimenti, il silicio potrebbe deformarsi.
I vantaggi
L’uso di riscaldatori a raggi infrarossi permette di abbandonare i metodi di riscaldamento basati su solventi e di ridurre l’impatto energetico delle sale pulite. Inoltre, è il modo migliore per ottenere profili termici precisi necessari per materiali ecologici e vernici senza halogeni.
Tuttavia, c’è un problema: per collegare questi riscaldatori a una camera a vuoto sono necessari componenti specifici. Se i sigilli non sono perfetti, ci sarà una perdita di aria, e la lampada si consumerà rapidamente. È un compromesso: si ottiene velocità e precisione, ma è necessario che l’integrità del vuoto sia perfetta affinché le lampade funzionino correttamente.